啤酒生产基本知识32711.pptx
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1、啤酒生产基本知识培训材料 第一部分:啤酒生产基本知识一、啤酒生产原料及对口味影响1 麦芽1.1 为什么选择麦芽作为啤酒生产原料:麦芽中含有淀粉酶、蛋白酶,可以将淀粉和蛋白质分解成可发酵性糖类和氨基酸,因此,成为啤酒酿造原料,一般占生产啤酒总用料量的60 以上。1.2 麦芽主要质量指标对啤酒质量的影响:糖化时间(分):糖化时间长,说明麦芽中的淀粉酶活性不高。制成的麦汁可发酵性糖含量低,使发酵度降低。糖化时间是根据糖化醪与碘液反应来测定的。一般淡色麦芽10 15 分钟。色度(0.1N 碘液毫升数/100mL 麦汁):色度深,制成的麦汁色度液深,使啤酒色度达不到要求。淡色麦芽要求在2.54.5EBC
2、单位(成品啤酒色度在5.0 6.0EBC 左右)。浸出率():是一个经济指标。浸出率低,相当于单位麦芽量制成的啤酒量少,使生产成本提高。优良麦芽在78 82 之间,与麦芽品种、产地、气候条件及制麦方法有关。氨基蛋(mg/100g 无水麦芽):衡量麦芽蛋白质分解情况的一个重要指标。氨基蛋低,酵母营养不足,不能正常繁殖,造成发酵异常,使啤酒啤酒口味发生较大变化。如酵母味、双乙酰不能还原等等。一般要求150mg/100g 无水麦芽。2 辅料:大米、玉米、淀粉和糖浆添加辅料的目的是为了降低生产成本。大米浸出率高,使用成本比麦芽便宜,并且酿造的啤酒色泽浅、口味清爽,泡沫细腻、非生物稳定性好,首先受到应用
3、,过去国内大部分啤酒都采用大米作为辅料。近些年来,玉米比大米更便宜,在可以解决脂肪含量基础上,立即被很多啤酒公司采纳,包括嘉士伯等国际知名大公司。最近,人们发现淀粉比大米/玉米浸出率更高,酿造的啤酒与大米、玉米相比,差别不是很大,又开始用淀粉做辅料。糖和糖浆:糖一般是指蔗糖,糖浆一般是指用玉米或麦芽加淀粉酶制成的浓缩糖浆(70 80)。用糖或糖浆做辅料主要是为了提高糖化的日产量,SAB 全部啤酒都使用糖浆。辅料添加量一般占投料量的35 45。l 辅料质量对啤酒质量的影响:大米新鲜度:不新鲜的大米含有很多已经被氧化的成分,制成的啤酒很快发生老化,使啤酒新鲜度降低。玉米脂肪:玉米胚中含有的脂肪将影
4、响啤酒泡沫,一般要求玉米脂肪含量不超过1,使用玉米作辅料通常需要先去胚。淀粉新鲜度:与大米一样,不新鲜的淀粉含有氧化物,会对啤酒新鲜度造成影响。最近人们发现淀粉中硫化物含量有时偏高,这会使啤酒产生硫化味。使用淀粉作辅料的工厂开始对进厂淀粉硫化物含量进行限制。糖或糖浆一般会全部被酵母利用。可直接添加倒煮沸锅中。在生产中注意的问题是添加过程不要把麦汁煮沸锅加热器焦化,否则会使啤酒产生焦糊味。3 酒花:酒花赋予啤酒愉快的苦味和香味,它能够增加啤酒泡持性,提高啤酒的生物稳定性。酒花又分成苦花和香花,苦花主要赋予啤酒苦味,香花主要赋予啤酒酒花香味。不同的酒花品种会赋予啤酒不同的口味特性,酒花品种的选择也
5、是新产品开发重要手段之一(不同酒花风味)。一些知名啤酒公司(包括华润啤酒)都在使用国际知名的酒花品种,如捷克萨兹香型酒花(苦味纯净、消失快)。酒花质量与啤酒质量:新鲜度:首先是酒花必须是新鲜酒花,陈酒花会给啤酒带来“陈酒花味”,使啤酒苦涩、不协调。存放:酒花必须放在冷库中保存,否则会发生氧化,使啤酒苦涩、容易老化。酒花香味:为了增加酒花香味,一些啤酒在煮沸终了前5 10 分钟添加部分香型酒花。4 水:l 啤酒中有90%以上是水。水被称之为“啤酒的血液”。l 酿造水中钙、硫酸根和氯离子等各种离子含量,既影响啤酒酿造过程,又影响啤酒的风味类型,醇厚型、清爽型和清淡型啤酒中各种离子含量是不同的。l
6、水处理:为了保持啤酒口味一致性,CRB 大部分的工厂也进行了对酿造水的深化处理,可以基本实现产品口味的一致性。5 啤酒酵母l 酵母作用:是将麦汁中的糖类物质转化为CO2、水和酒精,同时代谢产生各种风味物质,赋予啤酒特殊的口味。l 酵母代谢:在相同条件下,各种酵母的发酵性能和代谢产物是有差异的,如发酵形成的酯类、高级醇、有机酸等,决定了啤酒的风味特点。选育优良的酵母品种和酵母的使用是各啤酒公司的核心技术之一。l CRB2 号酵母:CRB 目前统一使用CRB2 号酵母(是从SAB直接引进的原种),这个酵母的特点是发酵速度快,发酵度高,口味纯净,更适合生产淡爽型啤酒。二、啤酒生产工艺流程及设备配置对
7、质量的影响1 啤酒生产流程l 麦芽制备麦芽粉碎糖化啤酒发酵啤酒过滤啤酒包装成品l 工艺流程图2 糖化工序麦汁制备l 麦芽粉碎:粉碎的目的是粉碎后可溶性物质容易浸出,也有利于酶的作用,使原料不溶性物质进一步溶解。麦芽粉碎:基本要求是“破而不碎”:保持麦皮比较完整,以利于形成过滤层。l 大米粉碎:基本要求是“粗细粉差”:粗粒占60、细粒占15、细粉占25。对设备要求不严格。l 糊化:目的:把大米/玉米、淀粉,通过酶的作用转化成“糊化醪”,便于进行糖化。糊化温度通常为100 度,20 30 分钟。糊化醪打入糖化锅,与糖化醪进行勾兑,进行糖化。l 糖化把淀粉转化成糖的过程 目的:利用麦芽中的酶(也添加
8、一些酶制剂)把麦芽、大米/玉米的淀粉转化成可发酵性糖的过程。酵母只能对糖类物质进行代谢,不能直接利用淀粉。糖化工序很关键,通过糖化工艺的调整,可以调整麦汁成分,比如可发酵性糖类含量、氨基酸含量等,麦汁组成将直接影响发酵、啤酒风格、口味等等。糖化工艺要素:主要是温度和时间,不同温度产生不同的氨基酸和不同的糖类物质,控制各个温度下的时间,就可以得到相应的麦汁组成(糖谱)。醪液在糖化锅中停留时间大约是90 分钟左右,一般蛋白质分解时间30 40 分钟(氨基酸谱),糖化时间40 50 分钟。糖化结束(通过碘检不产生紫色为糖化彻底),糖化醪被输送到过滤槽。l 麦汁过滤:目的:把麦汁与麦芽皮等固型物分离开
9、,得到液体麦汁(物理过程)。整个过滤时间大约是2 3 小时,麦汁过滤的浊度对啤酒质量影响很大,麦汁不清,会带进很多易氧化物质,使啤酒抗氧化性能降低。过滤过程需要进行洗糟,洗糟残糖一般要求在1.5 度,否则,啤酒会有较明显涩感。l 煮沸:目的:进行麦汁最后杀菌(100 度以上,60 90 分钟)、停止酶的作用、使蛋白质凝固(防止啤酒浑浊)、蒸发多余水分(麦汁定型)、添加酒花(浸出酒花成分)等。煮沸强度(单位时间蒸发量)一般在7 10 左右,酒花一般2 3 次添加,香型酒花通常在煮沸结束时添加,保持啤酒酒花香味。原浓发酵的麦汁浓度(11 度、12 度。)就是在煮沸锅中“定型”的。煮沸完了,打入沉淀
10、槽。l 沉淀槽:把煮沸过程中凝固下来的蛋白质进行分离,是通过“离心力”作用,把固型物沉淀下来,所以又称“旋涡沉淀槽”。沉淀时间一般为30 40 分钟(是一个物理过程,没有发生化学变化)。此时麦汁温度大约是97 98 度。l 煮沸:目的:进行麦汁最后杀菌(100 度以上,60 90 分钟)、停止酶的作用、使蛋白质凝固(防止啤酒浑浊)、蒸发多余水分(麦汁定型)、添加酒花(浸出酒花成分)等。煮沸强度(单位时间蒸发量)一般在7 10 左右,酒花一般2 3 次添加,香型酒花通常在煮沸结束时添加,保持啤酒酒花香味。原浓发酵的麦汁浓度(11 度、12 度。)就是在煮沸锅中“定型”的。煮沸完了,打入沉淀槽。l
11、 沉淀槽:把煮沸过程中凝固下来的蛋白质进行分离,是通过“离心力”作用,把固型物沉淀下来,所以又称“旋涡沉淀槽”。沉淀时间一般为30 40 分钟(是一个物理过程,没有发生化学变化)。此时麦汁温度大约是97 98 度。3 发酵工段 麦汁冷却:目的:把97 98 度的高温麦汁冷却到7 9 度,以便于进行接种发酵(接种温度)。在麦汁冷却期间,需要1)添加酵母(加量一般在麦汁量的0.71%),2)充入氧气(一般在1ppm/度糖),充氧的目的是为了使酵母进行繁殖、发酵。麦汁冷却时间在60 分钟左右,冷麦汁直接进入发酵罐。l 啤酒发酵(发酵罐带冷夹套、可进行温度控制):目的:酵母利用麦汁中的糖、氨基酸进行繁
12、殖,并代谢糖类物质,将其转化成酒精、二氧化碳和各种风味物质,如酸类、酯类、高级醇类、氨基酸类等等。啤酒可以检测到几百种不同的物质,大都是酵母代谢所产生的。因此,发酵过程进一步决定了啤酒口味和风格。发酵工艺要素是时间、温度和压力控制,发酵温度分成几个阶段,在不同的阶段中,酵母完成了繁殖、发酵、还原双乙酰等步骤,发酵最高温度一般控制在10 12 度。温度越高,发酵速度越快,但是代谢产物异常,口味变化较大。发酵过程控制对质量影响:微生物控制:其它微生物同样可以利用麦汁进行代谢,产生其它代谢产物,使啤酒口味发生变化,甚至“酸酒”。低温储存时间短,会使啤酒发生沉淀。酵母死亡率高,或不及时回收酵母,会使啤
13、酒产生酵母味。发酵温度太高,会产生更多的高级醇,使啤酒“上头”。发酵设备配置要求(关键设备)CIP 洗涤系统效果必须达到要求,控制杂菌生长。自动控制温度,不至于温度波动过大(过大会使酵母提前沉降)。压力自控,使发酵压力处于可控状态,也使二氧化碳能及时回收。4、啤酒过滤:目的和作用:经过发酵的成熟酒,大部分蛋白颗粒和酵母已沉淀,少量悬浮于啤酒中,此时的啤酒呈混浊状。通过过滤将啤酒中的酵母细胞和其它混浊物从啤酒中分离出来,得到清亮透明的啤酒。过滤设备(关键设备):硅藻土过滤机:硅藻土是沉淀在湖底或海底的微生植物骨骼,具有细小的多孔结构,表面积很大(10000 20000 平方米/公斤)。能滤除0.
14、11.0 微米以下的粒子(酵母3 75 10 微米)。过滤机能力一般在30 40 立方米/小时。纸板精滤机:预制的纸板(主要成分是棉纤维与石棉和硅藻土),插在滤板之间,啤酒穿过纸滤板,进行杂质分离,它有较高的吸附性和高渗透性。主要是生产高档啤酒使用,使啤酒外观更加清亮、透明。l 过滤过程与质量关系 一些添加物在过滤过程中添加(啤酒后修饰技术),如:蛋白糖、酒花浸膏等等,以表现啤酒某种特点。溶解氧控制:添加抗氧化剂、进行过程控制。对高档酒(保值期长),需要添加PVPP(或采用PVPP 过滤机)去除多酚物质。一般过滤机都安装“浊度计”。CRB 对清酒浊度要求0.4EBC。l 高浓稀释设备(关键设备
15、):把高浓度酒稀释成低浓度酒的设备,目的主要是提高糖化、发酵设备利用率。高浓稀释设备需要对水进行杀菌、脱氧、充二氧化碳处理。一般的稀释比为30 40 左右,加大了生产“弹性”。举例:品种增加:生产酒基为14 0 P 雪花,可以进行稀释到11 0 P 雪花、100 P 雪花,使生产品种增多。提高生产能力:可以生产14 0 P 啤酒,然后稀释到11 0 P、100 P,使生产能力提高30 40。l 清酒罐(关键设备):是储放过滤完了“清酒”的罐,清酒罐直接向包装线供酒。到清酒这一步再不能做任何工艺调整了,需要按照标准,进行检测,发给合格证,然后进行包装生产(质量必须符合成品酒质量)。一般清酒在清酒
16、罐储放时间不超过24 小时(温度升高、二氧化碳损失)。清酒罐氧含量是一个重要指标,一般要求在50ppb 左右。5 啤酒包装 基本流程:上箱卸箱洗瓶灌装压盖杀菌贴标 装箱 洗瓶:水浸泡、碱液浸泡(分成几个碱液浸泡槽,主浸槽碱液温度80度)、清水喷洗、倒立淋干几个步骤。CRB 要求洗瓶后检测无残留碱液(pH 试纸),残留水量2 滴。灌装(一般能力在24000 36000 瓶/小时):装酒过程主要控制参数(主要是稳定装酒、减少氧增加量):酒温:1 3;酒压:根据不同装酒机需要,设定酒压。真空度:-0.080Mpa。好的装酒机要求有二次抽真空装置。高压引沫水温80 85、喷嘴直径0.30 0.45mm
17、。l 杀菌:杀菌的目的是为了保证啤酒的生物稳定性,有利于长期保存。巴氏灭菌单位:60 经历1 分钟所引起的啤酒灭菌效应为1 个巴氏灭菌单位。即一个pu 值。CRB 要求总pu 值10-20。Pu 值高,会使啤酒老化;pu 值低,达不到灭菌目的,啤酒易发生生物沉淀。l 贴标:标贴质量CRB 引用SAB-OPQS 检测方法,每批产品出厂都要对缺标、多标、撕裂、褶皱、扭曲、高度、对齐、粘贴、胶印进行监测。CRB 要求贴标体标和颈标垂直对正1.5mm、标签正直度0 2mm。与销售关系较大的贴标主要问题是标胶选择(典型案例):适合当地销售需要,能不能在水中浸泡,浸泡标签是否脱落;空气湿度/温度,不能使商
18、标/标胶发霉(淀粉胶/化学胶)。标签选择主要问题:设备是否满足需要(2 标、3 标、头标、颈标)。是否浪费:全包、半包等。功能不能过剩。l 二氧化碳回收设备(关键设备):要求二氧化碳纯度99.97,提供清酒罐、高浓稀释设备、装酒机备压。否则会使啤酒氧化。没有配比二氧化碳回收设备的工厂,只能生产低档啤酒。6 不同原料、配比、工艺对啤酒成本的影响 啤酒生产成本组成:麦芽占啤酒成本的39 左右,大米占12 左右,占啤酒生产成本最高比例。千升酒成本因使用的原材料价格、品种、数量不同,波动在450 660 元/kL 之间(原料成本0.30.45 元/瓶)。不同原料配比对啤酒成本的影响:大米浸出率92 9
19、5,麦芽浸出率78 82,大米价格低于麦芽,大米使用的比例越大,成本就越低。通常麦芽比例为6065%,大米比例为35 40。最高使用比例为50:50。不同工艺对啤酒成本的影响:糊化免煮沸工艺可降低生产成本(节省能源)。两罐法可降低生产成本(集中制冷)。高浓稀释比例大,可降低生产成本(可节省能源煮沸锅、设备投资发酵罐数量等)。精制酒使用进口麦芽(吨麦芽差50 元左右)、添加香花、添加麦汁澄清剂、进行PVPP 过滤、低温储存时间长等等因素,一般会使制造成本提升100 120 元左右(不包括使用新瓶)。第二部分:生产与销售一、啤酒生产周期1 生产准备周期 原料采购周期:普通原料工厂都有贮存(2 3
20、个月),一般不会影响生产 特殊原材料采购周期:特殊麦芽:大约需要45 50 天,加工时间约10 天,回潮时间约30 天,运输时间5 10 天;特殊大米(带壳大米、东北米):大约20 30 天,包括询价、签定合同、质量检测和运输等过程;特殊酒花:如进口香花、酒花制品等,大约需要2 3 个月。l 包装物料采购周期 一般包装物料、消耗材料(瓶子、箱子、瓶盖、商标、标胶、纸箱、清洗剂、润滑剂等)工厂库存量大约在30 90天左右。特殊包装物料:如特殊商标、瓶盖需要进行设计,从提供设计清样给加工厂开始算起,一般需要在25 30 天左右能够拿到货。l 特殊新产品的开发需要提前大约1 3 个月时间准备。2 啤
21、酒生产周期(指原材料、包装物料完全准备就绪,开始投料生产到出成品的时间/周期)糖化生产周期:是指一个品种从糖化投料到进入发酵罐的时间,为24 小时。发酵生产周期(从麦汁进发酵罐到发酵完成,进行过滤到清酒罐为止)高档酒:最短时间为21 1(过滤)22 天。中档酒:最短时间为18 1(过滤)19 天。普通酒:最短时间为16 1(过滤)17 天(或2 罐法15 天)。包装生产周期:一般为1 天。啤酒生产周期为19 24 天(糖化1 天发酵天数包装1 天)。发酵时间长短区别在于低温贮存时间不同(保质期的需要)。特殊品种生产周期与采用的原材料购置周期直接相关。二、啤酒品种(种类)1.啤酒品种:酒体和外包
22、装完全相同的产品为一个品种。酒体差异、包装外形差异和促销要求的瓶盖识别差异构成不同品种。差异程度不同对组织生产的影响是不一样的。2.成熟市场/大规模生产工厂品种数量相对较少,如SAB 仅有几个啤酒品种。3.生产厂适应多品种生产能力主要取决于以下因素:l 生产装备情况,如罐、锅的容量和数量l 采用的生产工艺,如高浓酿造、高浓稀释、后修饰工艺等的应用4.单个工厂生产啤酒品种数量与质量、成本和生产效率之间的关系l 生产品种少,对产品质量、成本和生产效率有正向影响(容易组织生产)。l 在各方面条件相同情况下,生产品种多,对质量、成本和生产效率有负面影响 发酵工序:倒酒/换罐、排气过程会使啤酒溶解氧增加
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